燃煤储运掺配管理及优缺点探讨

陈弦 李文山 刘春宇 曹帅

国家能源集团浙江公司宁海电厂 燃料部 浙江 宁波 315612

【 摘要 】 通过对输煤上仓作业工艺流程的分析，结合现场实际运行数据和运行工况并在充分考虑设备运行安全性的前提下，对比各种运行工况下上仓作业时的优劣，从而能够在不同工况下采用最合理的上仓作业流程，从而达到减少设备空转，降低输煤能耗，使作业流程更安全、便捷。

【关键词】 燃煤 效率  优缺点比较；

0. 引言：

电力改革企业面临效益滑坡，节能降耗成为缓解企业经营压力的重要手段之一。减少设备不必要能耗或空载时间，提高输煤作业效率能够有效减少输煤耗电量，降低输煤系统的厂用电率，同时降低人员劳动强度，减少人身和设备事故的发生。

0. 设备概况

国华浙能发电有限公司燃料输煤系统是为国华宁电一期 4×600MW 和二期 2×1000MW 机组配套设计的，承担着国华宁电一、二期工程所需燃煤的卸煤、上煤、煤炭中转储存、供应的任务。

宁海电厂原煤上仓作业方式可采用煤场取料或码头煤船直供或分流作业方式进行上仓。

煤场取料作业是将储存在煤场内的原煤通过取料机取至输煤皮带，然后运送至锅炉原煤仓。

直供作业是煤船中的原煤不经过煤场，直接输送至锅炉原煤仓。

分流作业是将码头来煤通过T2转运站内分流装置，实现一路原煤上仓，另一路向储煤场堆存分流。

0. 煤场取料和直供上仓的比较

   1. 能耗方面比较；

首先，无论采用煤场取料或分流/直供上仓作业，其C4→C5→筛碎设备→C6→C7皮带机都需运行，这部分设备能耗无法节省。只是当采用分流加仓时，减少了取料机(电机功率2Х160KW)、C9皮带机(电机功率132KW)设备运转能耗，而增加了C10皮带机(电机功率110KW)运行能耗。当假设按设备额定功率进行能耗对比计算得出，分流作业上煤线单耗为1.43kWh/t（额定总电耗2147.8/1500t/h）；而煤场取料作业上煤线单耗为1.68kWh/t（额定总电耗2521.6/1500t/h），相比之下供煤单耗节约0.25kWh/t。

合理优化加仓路线因减少分流部分煤在贮煤场内的重复倒运次数，故可以节约部分堆存和取料的输煤耗电量。但当卸煤流量较小时，若采用分流加仓的方法，却可能因输煤系统空载率较高而浪费能量。我们通过对直接卸煤至煤场和分流加仓时的耗电量对比计算，当按所有设备额定功率进行能耗对比可以得到最低分流作业煤量值如下：

假设最低分流作业煤量值为Х，哪么Х=分流作业上煤线总电耗2147.8kWh（额定总电耗2147.8kWh）+节省一次煤场重复倒运时总电耗467.1kWh（取料机+C9皮带机）/卸煤线总电耗8683.3（额定总电耗8683.3）≦煤场取料作业上煤线总单耗。

最后经计算得出，当卸船分流作业时最低煤量Х应≧2535.8t/h适合于分流加仓，可以节省输煤耗电量。而当卸船流量小于2535.8t/h，若采用分流加仓，不但不会省电，反而浪费电能。

同理，当采用直供将煤船中的原煤不经过煤场，直接输送至锅炉原煤仓作业时，由于卸煤线瞬时煤量必须控制在1500t/h以内，这样卸煤线就需要减少了一台卸船机出力，且C3、C8和堆料皮带运行则可不用运行，这部分设备能耗可以节省。但由于直供时限制了系统出力，这样导致系统在额定出力和50%出力时能耗不同。当我们以相同设备运行时，按设备额定功率下计算出50%和额定出力时的能耗；

相同设备运行时，卸煤系统在额定出力下运行单耗为2.46kWh/t（额定总电耗7387.4/3000t/h），而50%出力下运行单耗为2.94kWh/t（额定总电耗4411.4/1500t/h），相比之下直供运行因限制了出力，运行单耗反而比正常卸煤时高出0.48kWh/t。

对于上煤线来讲，直供和分流作业时的流程都一样，他无非是节省了煤场设备的运行能耗，也就是节省了取料机(电机功率2Х160KW)、C9皮带机(电机功率132KW)设备运转能耗，而增加了C10皮带机(电机功率110KW)运行能耗。所以，无任是采用直供还是分流，其供煤运行单耗都要比煤场取料节约0.25kWh/t。

结论，当采用直供方式运行，由于系统出力受限，相比于煤场供煤单耗增加了0.23kWh/t。（卸煤时高出0.48kWh/t减供煤单耗节约0.25kWh/t）。而且，当采用直供上仓时由于需要卸船机单机作业，卸船效率直接缩短一半影响船期，从而造成大量的滞期费。另外，目前码头卸船司机基本都是新手，煤量难于控制稳定，当前各班在采用直接加仓时都是将C3、C8和堆料皮带陪转，便于卸煤线煤量不稳时直接将分流挡板打至煤场侧。因此，这样一来整个能耗也就变得更高。

0. 2. 安全方面比较；

2.2.1煤质方面：

当采用直供或分流上仓时，由于煤船靠港后，不能及时提供港方煤质化验报告，从而导致煤质的不确定。由于煤质的变化对锅炉稳定燃烧影响很大，当所上煤的发热量低到一定数值时，不仅会影响燃烧不稳，而且会导致锅炉灭火。如果此时将没有化验报告的煤直接上仓，势必增加锅炉燃烧是的风险。

而采用煤场取料时，由于煤场内存煤批次较多，燃管在调度时可根据当前煤场内煤质报告出样情况以及入场时间合理安排取料作业，灵活性大，保证先进先出。

另外，由于环保要求，在装船港都会对原煤喷洒大量的水抑尘，这样导致所来煤船原煤都较湿，按照部门规定，对于较湿的原煤我们采取的措施就是先堆放置煤场晾晒一段时间，让其干燥后再进行取料上仓。

2.2.2煤堆置换和煤场周转利方面：

煤场定期置换的目的是为了减少热值损失和防止煤层自燃。根据历年工作实际和经验总结，一般主烧煤在煤场堆存时间只要不超过30天，掺烧煤不超过60天，都能够有效减少热值损失和防止煤层自燃的发生。因此，无任是采用煤场取料或分流/值供加仓，只要调度合理，严格控制煤场原煤堆存时间，在码头没有煤船时进行煤场存煤置换（根据煤场煤堆堆存时间和机组耗量关系进行煤场置换）。所以，在规定的堆存时间内做到煤场定期完成置换工作是不成问题的。

对于煤场周转方面，首先，按照煤场设计参数，利用CAD三维模拟计算，当煤堆定点堆料至最高不回转，其单体体积为46076 m3，按密度0.9Kg/m3计算约为41468吨，而该单体堆煤底脚跨度约为110°，当堆高后每增加一度回转，可堆多640吨原煤。哪么如果按4万吨一艘的煤船，如果要全部堆入煤场，大约需要62度才能堆下。

而如果我们在煤船靠泊后采用分流加仓，按机组日耗2万吨计算，哪么要堆入煤场的原煤只有一半，这样一来在煤场留下的净空间将增加一倍，这对煤场周转更加灵活。

2.2.3设备方面：

2.2.3.1除铁系统投用情况：

目前一期输煤系统沿线安装有四道除铁装置，其中：卸煤线一套上煤线三套，分别安装在C0、C9、C5、C6皮带机处。哪么从除铁器的分布可以清楚的看出，当码头原煤先堆进煤场，后经煤场取出这整个生产流程，其原煤将会依次经过以上四道除铁系统。

如果码头来煤采用直供或分流上仓时，哪么安装在煤场出口的C9皮带头部除铁器将不会投入，因而整个流程中将会减少一道除铁器的运行，从而除铁能力将会有所下降。

2.2.3.2分流装置安装布局不合理；

分流装置与皮带之间的安装布置将直接影响到分流操作时煤量分配结果，目前一、二期输煤系统电动分流装置安装布局有两种，一种为分流装置侧对皮带机头部布置（一期2A/B头部分流）；另一种为分流装置正对皮带机头部布置（二期202A头部分流）。在卸煤运行过程中，由于原煤都以抛物线轨迹往前行进。因此，当一期C2A/B头部分流装置运行时，大部分的煤是通过靠近“前端”的叉口落至下游皮带，只有很少量的原煤是通过“后端”的叉口落下至下游皮带。正因如此，目前一期大家基本不采用分流上仓，而是直接采用直供方式，大大降低了生产效率。而二期则不同，当采用分流作业时，来煤基本是按照左右两侧进行均分，设计较为合理。如图所示。

左：一期2A/B头部分流装置布置方式 右：二期202A头部分流装置布置方式

2.2.3.3分流装置分流位设定不合理；

设计的理想状态下认为，只要保证分流挡板在分流位置左右两侧落料口开度一样则在分流作业时就能够将来煤进行均分，未考虑分流装置与皮带间的安装布置不同时将对分流作业生产影响。例如：目前一、二期分流装置的分流位置均是设定在正中间位置，但由于分流装置与皮带安装不同，在实际运行过程中分流效果也大不相同。因此，分流装置在设定分流位置时不能局限于设计的理想状态，应根据结构布置以及通过实际试验确定适合的分流位置。

0. 3. 灵活性方面；

煤场取料，由于原煤是事先堆入煤场且批次较多。因此，燃管在调度时可根据当前煤场内煤质报告出样情况以及入场时间合理安排取料作业，保证先进先出。

如果是单纯直供加仓的话灵活性较差，由于加仓时间的不确定性，每次需要加仓时还要提前联系码头人员将卸船机就绪，并且启动设备较多，空转时间较长，上煤线失去顺煤流启动价值。

而对于分流加仓由于分流挡板不可控，无法让上煤线达到合理流量，会整体降低卸煤线、上煤线运行效率，挡板不可控造成灵活性较差。

但无论是采用直供或者分流，它能够在取料设备发生故障时，很好地缓解设备故障抢修时燃煤的供应，同时也能在煤场无堆料位置的时候将煤船上的煤直接直供上仓，保证煤船按期完货。

0. 4. 解决措施和操作注意事项：

2.4.1调整分流装置分流位接近开关位置；

想要更改分流装置的结构布置已不现实，针对目前一期分流装置布局无法更改的现状，为了能够在当前工况下提高分流装置分流作业时的效率，我们可以根据现场情况，进行不同煤量下分析作业试验，通过改变分流作业时左右两侧的落料口开度，重新划分设定分流位接近开关挡铁位置，以提高分流作业时的工作效率。

例如：平时卸煤线瞬时流量一般控制在2700t/h左右，哪么我们可以按平时卸煤线最大出力进行分流作业试验，确认此煤量下分流挡板放置什么位置能够确保上煤线所需的合理煤量，并进行分流位置的定位，重新调整分流位接近开关。如果是在清舱过程卸煤时卸煤较小的情况下，哪么我们可以直接采用直供的方式进行上仓，尽可能减少对卸煤时的影响，同时减轻运行人员就地频繁手动调整的工作强度，提高分流作业效率。如图所示。

图一：目前C2A/B分流均保持中间位置 图二：根据实际工况，合理调整控制

左右两侧落料口开度相同。 分流位左右两侧落料口开度。

2.4.2提高卸煤和分流加仓时煤量；

通过长期经验积累和理论计算总结归纳出了以下措施，以降低输煤电耗量：l 、提高卸船机的可靠性保证双机作业，同时，提高卸船司机的操作技术水平，保证满仓作业时能够满斗作业。2、总结经验归纳所有作业船型与平均卸料流量的关系，选择合适的船型，最佳清仓位置和时机，以提高卸船和分流作业效率。

0. 结论：

本次通过对不同各工艺下，输煤运行效率以及煤场周转利的分析，全面掌握各工况上仓作业时的优劣，为今后有效减少设备空转，降低输煤能耗，提高煤场周转奠定了基础。

参考文献：

[1]　浙江国华宁海发电厂工程初步设计输煤系统设计研究专题报告[R].成都:西南电力设计院,2003。

作者简介

陈弦（1988—），男，助理工程师，从事燃料运行工作，E-mail：16123672@chnenergy.com.cn；

李文山（1986—），男，工程师，从事燃料运行工作，E-mail：16125052@chnenergy.com.cn；

刘春宇（1986—），男，助理工程师，从事燃料运行工作，E-mail：16125053@chnenergy.com.cn；

曹帅（1990—），男，助理工程师，从事燃料运行工作，E-mail：16128980@chnenergy.com.cn；